基于施工造价管理的改性建筑密封胶粘剂性能影响分析

崔晨华

(咸阳职业技术学院，陕西 咸阳 712046)

工程造价作为建筑施工项目管理过程中的重要组成，需要考虑施工环节各个要素，对涉及到建筑施工项目管理的整个过程都要进行造价控制。胶粘剂作为基于施工造价管理的建筑密封材料的重要支撑部分，广泛应用于施工建筑中，其具有成本低、操作方便等优点，有助于降低施工造价。近年来在建筑封堵技术广泛推广的背景下，传统的密封材料所使用的胶粘剂存在环境污染、生物降解等方面的问题，如何采用水解改性的方法制备出无毒无害、可生物降解的施工建筑用密封胶粘剂是未来发展的重要方向。基于在建筑施工中工程造价管理新理念，为了降低施工总成本，研究了无水碳酸钠含量、水胶比、水解温度、水解时间、丙烯酸加入量和糖醇加入量对密封材料胶粘剂的接触角和黏度的影响将尤为重要。

1 试验材料与方法

1.1 试验原料

基于在建筑施工中工程造价管理新理念，为了降低施工总成本，试验原料选择如下：

骨胶(工业级)，山东丰泰生物科技有限公司；氢氧化钠(分析纯，≥96.0%)，沧州特化化工产品有限公司；无水碳酸钠(分析纯，≥99.0%)，山东奥创化工有限公司；糖醇(工业级，≥99.0%)，上海信裕生物科技有限公司；丙烯酸(分析纯，≥99.0%)，河北比尔尼克新材料科技股份有限公司。

1.2 试验仪器与设备

1 L三口烧瓶，安徽韦斯实验设备有限公司；300 mm球形冷凝管，安徽韦斯实验设备有限公司；DT1C型电动搅拌机，江阴市保利科研器械有限公司；HH-1型数显水浴锅，邢台科拓机械制造有限公司；NBDF型电子天平，奥豪斯仪器有限公司；Sigma800型表面张力仪，苏州雨泽仪器有限公司；PT1438G型温度计，淮安润泰仪表有限公司。

1.3 试验制备

基于施工造价管理的建筑密封材料的胶粘剂的制备过程为：向三口烧瓶中加入水和骨胶并控制好二者比例(水胶比)，28 ℃水浴加热后加入无水碳酸钠进行30～80 ℃水解，水解时间为20～70 min，搅拌均匀后得到水解胶粘剂溶液；之后再进一步加入丙烯酸和糖醇改性剂，加热至设定温度后搅拌形成改性胶粘剂。

1.4 测试与表征

黏度：采用旋转黏度计进行测试(取3组试验的平均值)；

接触角：采用表面张力仪进行测试。

2 结果与分析

2.1 无水碳酸钠

图1为无水碳酸钠对胶粘剂粘接性能的影响，分别列出了黏度和接触角随无水碳酸钠含量的变化曲线。

图1 无水碳酸钠含量对胶粘剂黏度性能影响Fig.1 Effect of anhydrous sodium carbonate content on adhesive viscosity

由图1可知，随着无水碳酸钠质量分数从1%增至6%(相对胶粘剂，下同)，密封材料胶粘剂的黏度呈现出逐渐降低的趋势，当无水碳酸钠质量分数为1%和6%时，胶粘剂的黏度分别为2 750和318 mPa·s；且密封材料胶粘剂的接触角也呈现出逐渐降低的趋势，胶粘剂的接触角分别为79°和43°。当无水碳酸钠质量分数在3%以下时，基于施工造价管理的建筑密封材料胶粘剂具有较高的黏度和接触角。究其原因，主要是因为无水碳酸钠可以将密封材料胶粘剂中的肽链断裂，胶粘剂的黏度会随着分子量的减小而减小；且在黏度减小的同时流动阻力降低，接触角也会呈现逐渐降低的趋势而增加润湿性。

2.2 水胶比

图2为水胶比对胶粘剂粘接性能的影响，分别列出了黏度和接触角随水胶比的变化曲线。

图2 水胶比对胶粘剂黏度性能影响Fig.2 Effect of water binder ratio on viscosity of adhesive

由图3可见，随着水胶比从80∶100增至200∶100，密封材料胶粘剂的黏度呈现出逐渐降低的趋势，当水胶比为80∶100和200∶100时，胶粘剂的黏度分别为2 750和510 mPa·s；且密封材料胶粘剂的接触角呈现先减小后增加的趋势，在水胶比为140∶100时取得相对最小值，此时胶粘剂的接触角为46°。当水胶比小于140∶100时，基于施工造价管理的建筑密封材料胶粘剂具有较高的黏度和接触角。究其原因，主要是因为水胶比的增加会使得粘结发生溶胀效应，胶粘剂分子间的阻力增加，黏度减小；当水胶比超过140∶100时，胶粘剂的黏度会进一步降低；但是胶粘剂的润湿会逐渐从粘湿转变为缓慢铺展，接触角反而有所增大。

2.3 水解时间

图3为水解时间对胶粘剂粘接性能的影响，分别列出了黏度和接触角随水解时间的变化曲线。

图3 水解时间对胶粘剂黏度性能影响Fig.3 Effect of hydrolysis time on viscosity of adhesive

由图3可见，随着水解时间从20 min增至70 min，密封材料胶粘剂的黏度呈现出逐渐降低的趋势，当水解时间为20 min和70 min时，胶粘剂的黏度分别为2 620和1 398 mPa·s；且密封材料胶粘剂的接触角呈现先较小后增加的趋势，在水解时间为40 min时取得相对最小值，此时胶粘剂的接触角为41°。当水解时间小于40 min时，基于施工造价管理的建筑密封材料胶粘剂具有较高的黏度和接触角。究其原因，这主要是因为水解时间较短时，无水碳酸钠对粘接剂的催化作用并不充分，仍然会保留部分网状结构而使得粘接剂黏度和接触角逐渐减小；随着水解时间延长，无水碳酸钠对粘接剂的水解催化更加充分，分子链更多地发生断裂而使得接触角有所回升，黏度则不断降低。

2.4 水解温度

图4为水解温度对胶粘剂粘接性能的影响，分别列出了黏度和接触角随水解温度的变化曲线。

由图4可见，随着水解温度从30℃增至80℃，密封材料胶粘剂的黏度呈现出逐渐降低的趋势，当水解温度为30、80 ℃时，胶粘剂的黏度分别为2 420、620 mPa·s；密封材料胶粘剂的接触角也呈现逐渐减小特征，密封材料胶粘剂的接触角分别为71°和33°。当水解温度小于50 ℃时，胶粘剂具有较高的黏度和接触角。究其原因，主要是因为水解温度越高，粘接剂的水解反应会愈发迅速，粘接剂分子链减小的同时黏度下降；且在较高水解温度下粘接剂分子间距增大而使得黏度下降，接触角减小。

图4 水解温度对胶粘剂黏度性能影响Fig.4 Effect of hydrolysis temperature on viscosity of adhesive

2.5 丙烯酸加入量

图5为丙烯酸加入量对胶粘剂粘接性能的影响，分别列出了黏度和接触角随丙烯酸加入量的变化曲线。

图5 丙烯酸加入量对胶粘剂黏度性能影响Fig.5 Effectof acrylic acid content on adhesive viscosity

由图5可见，随着丙烯酸加入量从6 g增至21g时，密封材料胶粘剂的黏度呈现出逐渐增大的趋势，当丙烯酸加入量为6 g和21 g时，胶粘剂的黏度分别为916和1 720 mPa·s；且密封材料胶粘剂的接触角也呈现逐渐增大，胶粘剂的接触角分别为41°和56°。在丙烯酸加入量达到 12 g时，密封材料胶粘剂黏度在1 050 mPa·s以上，接触角高于45°。究其原因，主要是因为丙烯酸可以与胶粘剂发生反应而形成有机盐类，从而屏蔽带电氨基酸残基，使得胶粘剂中的分子链更容易发生链卷曲，造成胶粘剂黏度提高、接触角增大。

2.6 糖醇加入量

图6为糖醇加入量对胶粘剂粘接性能的影响，分别列出了黏度和接触角随糖醇加入量的变化曲线。

由图6可见，随着糖醇加入量从5 g增至17.5 g时，密封材料胶粘剂的黏度呈现出逐渐增大的趋势，当糖醇加入量为5 g和17.5 g时，胶粘剂的黏度分别为800和1 750 mPa·s；密封材料胶粘剂的接触角也呈现逐渐增大态势，接触角分别为38°和47°。在糖醇加入量达到13 g时，密封材料胶粘剂黏度在1 050 mPa·s以上，接触角高于45°。究其原因，主要是因为糖醇可以与胶粘剂发生反应酯化交联反应而使得次级键能增加，且糖醇内部的五元环结构可以使得胶粘剂中的分子链更加舒展而增加了胶粘剂黏度；此外，糖醇中的羟基会与胶粘剂中的羧基发生反应而使得极性基团减少，接触角会有所增大。

图6 糖醇加入量对胶粘剂黏度性能影响Fig.6 Effect of sugar alcohol addition on viscosity of adhesive

3 结语

(1)随着无水碳酸钠质量分数从1%增至6%，密封材料胶粘剂的黏度和接触角呈现逐渐降低的趋势，当无水碳酸钠含量为1%和6%时，胶粘剂的黏度分别为2 750和318 mPa·s、接触角分别为79°和43°。随着水胶比从80∶100增至200∶100，密封材料胶粘剂的黏度呈现逐渐降低的趋势，接触角呈现先较小后增加的趋势，在水胶比为140∶100时胶粘剂的接触角为46°。建议无水碳酸钠质量分数为3%、水胶比小于140∶100，此时基于施工造价管理的建筑密封材料胶粘剂具有较高的黏度和接触角；

(2)随着水解时间从20 min增至70 min，密封材料胶粘剂的黏度逐渐降低、接触角先减小后增加；当水解时间为40 min时，接触角为41°。随着水解温度从30 ℃增至80 ℃，密封材料胶粘剂的黏度和接触角逐渐降低，当水解温度为30 ℃和80 ℃时，胶粘剂的黏度分别为2 420和620 mPa·s，接触角分别为71°和33°。建议基于施工造价管理的建筑密封材料胶粘剂的水解时间为40 min、水解温度为50 ℃；

(3)随着改性剂丙烯酸加入量从6 g增至21 g时，密封材料胶粘剂的黏度和接触角逐渐增大，当丙烯酸加入量为6 g和21 g时，胶粘剂的黏度分别为916和1 720 mPa·s，接触角分别为41°和56°。随着糖醇加入量从5 g增至17.5 g时，密封材料胶粘剂的黏度和接触角呈现出逐渐增大趋势，当糖醇加入量为5 g和17.5 g时，基于施工造价管理的建筑密封材料胶粘剂的黏度分别为800和1 750 mPa·s，接触角分别为38°和47°。建议丙烯酸加入量和糖醇加入量分别为12 g和13 g。